근원섬유

근원섬유

 

각가의 근섬유에는 수백 개에서 수천 개의 근원섬유(myofibril)를 포함하고 있다. 이러한 작은 섬유들은 골격근의 기본적인 수축단위인 근절로 구성되어 있다.

 

- 근절

근절

골격근섬유를 살펴보면 독특한 줄무늬 모양을 갖고 있다. 특징적인 무늬로서 횡문을 나타내기 때문에 골격근을 횡문근이라고도 한다. 이러한 횡문근은 심장근 내에서도 볼 수 있다.

 

근절은 근원섬유의 기본적인 기능적 단위이며 근육의 기본적인 수축 단위이다. 각 근원섬유는 Z선 끝에서 끝으로 연결되는 수많은 근절로 이루어져 있다. 각 근절은 2개의 Z선 사이에 발견되는 것을 포함하며 이 같은 순서로 되어있다.

1.I대(밝은 영역)

 

2. A대(어두운 구역)

 

3. H영역(A대의 중앙)

 

4. H영역의 중앙 M선

 

5. A대의 나머지 부분

 

6. 두번째 I대

 

액틴과 마이오신

전자 현미경을 통하여 각각의 근원섬유를 살펴보면 근수축을 담당하는 미세한 단백질세사의 두 가지 유형을 구별할 수 있다. 가는 세사는 주로 액틴으로 구성되어 있으며, 굵은 세사는 주로 마이오신으루 구성되어 있다.

굵은세사

 

모든 골격근 단백질의 약 2/3는 굵은 세사의 주된 단백질인 마이오신 세사이다. 각 마이오신 세사는 전형적으로 약200개의 마이오신 분자들로 이루어져있다.

 

각 마이오신 분자는 서로 꼬여 있는 두 가닥의 단백질 실로 이루어져 있다. 각 가닥의 끝은 공처럼 생긴 머리모양으로 접혀지며, 이것을 마이오신 머리라고 부른다. 각각의 굵은 근세사에는 여러 개의 이러한 머리가 포함되어 있으며, 이것은 굵은 근세사로부터 튀어나와 근육활동 동안 가는 근세사의 특정한 활성부위와 상호 작ㅇㅇ하는 교차다리를 형성한다. 티틴(titin)으로 구성된 미세한 세사섬유의 집합체가 마이오신 근세사를 종축 방향으로 안정시킨다. 티틴 필라멘트는 Z원판에서 M선까지 연장되어 있다.

 

근원섬유의 기본적인 기능적 단위는 근절로서 액틴과 마이오신 근세사의 특수화된 배열구조를 포함한다. 티틴의 역활은 액틴 근세사 사이의 동인한 공간을 유지하기 위하여 마이오신 근세사를 고정화시킨다. 네블린은 액틴의 위치를 안정화시키는데 도움을 주는 프레임을 형성하는 역할을 담당하기 때문에 '앵커링 단백질(andchoring protein)'으로 불린다.

 

근수축 단백질: 액틴, 트로포닌, 트로포마이신, 마이오신, 티틴, 네블린

 

가는세사

 

각각의 가는 세사는 간단하게 액틴(actin) 필라멘트라고 불리지만 셀제로 세 가지 다른 단백질인 액틴, 트로포마이오신(tropomuosin), 트로포닌(troponin)으로 구성되어 있다. 각 액틴 필라멘트는 한쪽 끝이 Z선에 연결되어 있고 반대쪽 끝은 근절의 중앙을 향해 뻗어 있으며 마이오신 근세사 사이의 공간에 놓여 있다. 액틴을 고정시켜 주는 단백질인 네블린(nebulin)은 액틴과 함께 뻗어있으며 액틴과 마이오신의 상호 작용을 조절하는데 역할을 하는 것으로 보인다. 각 가는 세사는 마이오신 머리와 결합할 수 있는 부위를 가진다.

 

트로포마이오신은 관(tube)모양의 단백질이며 액틴 가닥 주위에 꼬여 있다. 트로포닌은 더 복합적인 단백질이며 액틴 가닥과 트로포마이오신 두가지 모두에서 일정한 간격으로 부착되어 있다. 트로포마이오신과 트로포는은 칼슘과 함께 복잡한 방법으로 서로 작용하면서 근원섬유의 수축을 시작시키고 이완상태를 유지한다.

 

종합하자면,

 

- 근원섬유는 근육의 가장 작은 기능적 단위인 근절에 의해서 구성된다.

- 근절은 두 가지의 다른 크기의 굵고 가는 세사섬유에 의해서 구성되며, 근 수축을 담당한다.

- 굵은 세사섬유의 단백질인 마이오신은 두 개의 단백질 가닥으로 구성되며 한쪽 끝에서 구형으 머리모양으로 각각 구부러진다.

- 가는 세사섬유는 액틴, 트로포마이오신, 트로포닌으로 구성된다. 각각의 가는 세사섬유의 한쪽끝은 Z 디스크에 부착된다.